分子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)講解

1、分子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)講解共價鍵氫鍵分子間力它們決定了物質(zhì)的物理性質(zhì)靜電力(離子鍵)分子原子離子 分子或晶體中相鄰原子（或離子）間強烈的吸引作用?；?學 鍵離子鍵； 共價鍵； 金屬鍵。 早期共價鍵理論是路易斯的共用電子對理論。即:原子間靠共用電子對結(jié)合起來的化學鍵是共價鍵。如： 各原子都滿足了稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形成了分子。共 價 鍵但是像PCl5和SF6 ：是沒有稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的。9.1 價鍵理論共價鍵的本質(zhì)與特點共價鍵的鍵型雜化軌道1. 共價鍵的本質(zhì)與特點 1.1 量子力學處理H2分子的結(jié)果 Heitler和London在用量子力學處理H2分子形成過程中，得到H2分子能量E和核間距R的關(guān)系曲

2、線。如圖所示:排斥態(tài)基態(tài)0ORE74pm H2分子形成過程能量隨核黃素間距變化示意圖 1.2 價鍵理論基本要點與共價鍵的特點 價鍵理論(VB法):形成共價鍵時鍵合原子雙方各提供自旋方式相反的未成對價電子用以成對。 A、B兩原子各提供2個或3個未成對電子，且自旋方向相反，則A、B兩個原子可形成雙鍵或三鍵。 A、B兩原子的電子配對成鍵后，不能再與第三個原子的電子配對成鍵。成鍵雙方的原子軌道盡可能最大程度地重疊。共價鍵特點：飽和性：一個原子能有幾個未成對的電子，便可與其他原子的幾個自旋相反的未成對電子配對成鍵。方向性：兩個原子間形成共價鍵時往往只能沿著一定的方向結(jié)合。返回2. 共價鍵的鍵型鍵：頭碰頭

3、(s-s, s-p, p-p); ss軌道成鍵：sp軌道成鍵：pp軌道成鍵：鍵：肩并肩 (p-p, p-d)p-d鍵鍵，重疊程度大，較穩(wěn)定；鍵，重疊程度小，較活潑。多重鍵中，必有一鍵，其余為鍵。配位鍵：共用的一對電子由一個原子單獨提供的共價鍵。如：CO，NH4+， Ag(NH3)2+等。返回3.雜化軌道雜化軌道: 同一原子中，能量相近的原子軌道混合起來，形成成鍵能力更強的新軌道。雜化：上述過程叫雜化。雜化軌道數(shù)：等于參加雜化的原子軌 道數(shù)目之和。如： sp雜化s+p 雜化軌道數(shù)=2雜化軌道的組成：參加雜化的原子軌道 平均化。如：sp：Sp2：雜化軌道的特征角度分布圖有大、小 頭，有利于成鍵（提

4、 高重疊程度）。- sp3雜化 sp2雜化 sp雜化 不等性雜化雜化類型：CH4:(sp3雜化)C:2pBF3:(sp2)雜化B:2pBeCl2:(sp雜化)Be:NH3:(不等性雜化)4、離域鍵（大鍵）和共軛分子（1）定域( localized)和離域( delocalized) ， C6H6，CH3CHCH2電子的離域O3 NO3-9.2 價層電子對互斥理論(VSEPR法)價層電子對互斥理論的基本要點：分子或離子的空間構(gòu)型取決于中心原子周圍的價層電子對數(shù)。價層電子對數(shù)是指鍵電子對與孤對電子。價層電子對間盡可能遠離以使斥力最小。從價層電子對間的斥力大小來看： 孤對孤對孤對成鍵成鍵成鍵推斷分子

5、或離子的空間構(gòu)型的具體步驟： 確定中心原子的價層電子對數(shù)，判斷電子對的空間構(gòu)型。在計算配位原子提供的價電子數(shù)時，H與鹵素的每個原子各提供一個價電子，氧或硫原子則可認為不提供共用電子，即當氧、硫原子為配位原子時，配位原子提供的價電子數(shù)為0。例如： 根據(jù)斥力最小原則，價層電子與電子對空構(gòu)型關(guān)系如下：價層電子數(shù)23456電子對空間構(gòu)型直線型平面三角形四面體三角雙錐八面體 確定中心原子的孤對電子數(shù)，推斷分子的空間構(gòu)型。若中心原子的價層電子對全是鍵，電子對的空間構(gòu)型就是該分子的空間構(gòu)型。如BeH2，BF3，CH4，PCl5，SF6分別為直線形、三角形、四面體、三角雙錐和八面體。若中心原子價層電子對中有孤

6、對電子，分子空間構(gòu)型將不同于電子對的空間構(gòu)型。如，NH3分子價層電子對數(shù)為4，電子對空間構(gòu)型為四面體，但分子的空間構(gòu)型為三角錐，因為四面體的一個頂點被孤對電子占據(jù)。練習題: 解釋NO2+, O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等離子或分子的空間構(gòu)型, 并指出其中心原子的軌道雜化方式。返回9.3 分子軌道理論（MO法）異核雙原子分子分子軌道同核雙原子分子原子軌道和分子軌道的對稱性異核雙原子分子分子軌道例：A原子提供 原子軌道，B原子提供 原子軌道。分子軌道理論認為它們結(jié)合時形成了分子軌道，可采取原子軌道線性組合的方法求得分子軌道的波函數(shù)：分子軌道形成

7、三原則：能量相近對稱性匹配最大重疊返回同核雙原子分子：第二周期同核雙原子分子:B2 （B,C,N)第二周期同核雙原子分子：O2 (O,F)或O2的電子構(gòu)型：或N2的電子構(gòu)型：返回異核雙原子分子關(guān)于原子軌道和分子軌道的對稱性 對稱：繞 軸旋轉(zhuǎn) ，形狀符號都不變。例如：原子軌道 ， ， ， 化學鍵： 鍵。 對稱：繞 軸旋轉(zhuǎn) ，形狀不變,符號變。例如：原子軌道 , , , , ?；瘜W鍵： 鍵。 返回9.4 鍵參數(shù)鍵級鍵能鍵長鍵角鍵矩與部分電荷鍵級例如：H2，O2，HF和CO的鍵級分別為 1，2，1，3。 鍵級愈大，分子愈穩(wěn)定。返回鍵能 指在標準狀態(tài)下氣態(tài)分子拆開成氣態(tài)原子時，每斷裂1mol化學鍵所需能量的平均值。多原子分子：E =例如：H2O D (H-OH)=499kJ.mol-1 D (O-H)=429kJ.mol-1E(O-H)=464-1 雙原子分子: E = D例如：E (H-Cl) = D(H-Cl)=431kJmol-1 E(Cl-Cl) = D(Cl-Cl)=244kJ mol-1 返回鍵長 分子中兩原子核間的平衡距離稱為鍵長。 例如，H2分子中兩個H原子的核間距為74pm，所以HH鍵長是74pm